用於緊固件驅動工具的燃料供給和燃燒室系統的製作方法

2023-06-08 08:34:51 1

專利名稱：用於緊固件驅動工具的燃料供給和燃燒室系統的製作方法
用於緊固件驅動工具的燃料供給和燃燒室系統 相關專利申請的互相參考本專利申請涉及並基於2005年11月16日提交的No.60/597,190的美國臨 時專利申請。 技術領域本申請總體涉及可攜式動力工具，更具體涉及用於這種可攜式動力工具(例 如，緊固件驅動工具)的新的且改進的燃料供給和燃燒室系統。
技術背景眾所周知，可攜式動力工具具有各種不同的用於將易燃的燃料《1導或裝填 到適合的燃燒室中的裝置。這樣的可攜式動力工具的一個例子在1990年3月 6日授予Veldman的美國專利4， 905， 634中公開。按照包含Veldman的該便 攜式動力工具的具體結構，其中公開的可攜式動力工具使用各種氣態燃料中的 任何一種，例如壓縮天然氣、液化石油氣、丁烷或者類似物，並且為了有效地 預先確定氣態燃料供給到動力工具燃燒室中的速率，而使用手動控制的調節螺 紋或計量閥，對引入的氣體供給進行微調。另外，如通過前述的手動控制調節 螺紋或計量閥確定的引入的氣態燃料的引入，也用來有效地促使或導致周圍環 境空氣流進入到動力工具的燃燒室，以用於在完成特定的動力工具點火循環時 與將存在於燃燒室內的殘留氣體相關的淨化目的，或用於與隨後的動力工具的 點火循環的開始有關的裝填目的。雖然通過Velsman專利中公開的使_攜式動力 工具所示出的這種可攜式動力工具基本是滿足要求的，但需注意的是，這種便 攜式動力工具確實也表現出一些操作上的缺點或局限。例如，如上文所指出的，這樣的可攜式動力工具適合與氣態燃料關聯使用， 而不是液體燃料，然而，經常需要與液體燃料關聯操作這種可攜式動力工具或 類似的動力工具。另外，雖然前述的手動控制的調節螺紋或計量閥可預先確定 供給到動力工具燃燒室中的氣態燃料的速率，但是供給到動力工具燃燒室中的 燃料的預定量也很重要，以獲得合適的或更精確的空氣-燃料的化學計量比。並且，公開在Veldman中的這些可攜式動力工具也不涉及想要或需要其獲得 預定的燃燒和動力輸出的特性或參數的多個燃燒室系統。因此，在該技術領域中需要有用於可攜式動力工具如緊固件驅動工具的新 的且改進的燃料供給和燃燒室系統，其中燃料供給和燃燒室系統能使用液體燃 料，並且燃料供給和燃燒室系統可包括多個燃燒室系統，用於獲得預定的燃燒 和動力輸出特性或參數，並且燃料供給和燃燒室系統可使用分配閥(portioning valve)結構，以用於將預定量的氣態或液體燃料提供到可攜式工具的燃燒室 中。發明內容按照本發明的原則和教導，通過提供第 一 實施方式的用於可攜式動力工具 的新的且改進的燃料供給和燃燒室系統，可獲得前述的和其它的目標，該燃料 供給和燃燒室系統包括使用例如液化的液體石油氣供給作為可攜式動力工具的燃料源；和蒸發器，所述蒸發器結合在例如動力工具的手柄或殼體結構內， 以與合適的熱源進行有效的熱連通，由此該熱源能使液化的液體石油氣蒸發， 並因此將其轉化成氣態燃料。合適的熱源可以是例如周圍環境或由動力工具燃燒室產生且從其傳送的熱。分配閥優選適於介於液化的液體石油氣供給裝置和 蒸發器之間並且可操作地使兩者關聯，以從液化的液體石油氣供給裝置向蒸發 器提供預定量或預定部分的液化的液體石油氣。按照本申請其它原則和教導，提供了第二實施方式的用於可攜式動力工具 的新的且改進的燃料供給和燃料室系統，該燃料供給和燃料室系統包括使用 多個燃燒室，用於獲得預定的燃燒和動力輸出特性或參數，其中該燃料供給和 燃料室系統還包括，例如第一預燃燒室和第二主燃燒室；旁通閥，其介於第一 和第二燃燒室之間並在廢氣淨化或清除的條件下將它們流體連接在一起；和射 流泵，其設置在第一預燃燒室的下遊，用於使預定充量或預定量的燃料進入到 第一預燃燒室，並用於使空氣引進或者帶進預定充量或預定量的燃燒中並與之 混合，以形成具有預定化學計量比的空氣-燃料混合物。最後，仍按照本發明的原則和教導，提供了第三實施方式的用於可攜式動 力工具的新的且改進的燃料供給和燃燒室系統，其包括使用氣態燃料供給作 為可攜式動力工具的燃料源；和分配閥，其介於氣態的液體石油氣供給和設置在可攜式動力工具燃燒室上遊的射流泵之間。這樣，就乂人氣態的液體石油氣燃 料供給源向射流泵提供預定量或預定部分的氣態液體石油氣燃料，並供給到動 力工具的燃燒室中。可選地，計量閥可用於向射流泵和動力工具的燃燒室供給 氣態的液體石油氣燃料，並且電動計時脈衝供給控制器可操作地與計量閥聯 接，用於有效地將其從確定通過其中的燃料流速的計量閥轉換成用於確定通過 其中的燃料量的分配閥，


結合附圖從下面的詳細說明中將更加充分地認識到本發明的各種其它的 特徵和伴隨的優點，在附圖中，相同的參考標記表示相同的或相應的部件，其中圖1示出了根據本發明的原則和教導構成的第一實施方式的用於可攜式 動力工具的新的且改進的燃料供給和燃燒室系統的示意圖，其中該燃料供給和燃燒室系統包括使用例如液化的液體石油氣燃料供給作為可攜式動力工具的以使其可進入可攜式動力工具燃燒室中；分配閥，其介於液化的液體石油氣供 給和蒸發器之間並將它們可操作地聯接，以從液化的液體石油氣中將預定量或 預定部分的液化液體石油氣提供給蒸發器；圖2a和2b示出了按照本發明的原理和教導構成的第二實施方式的用於便 攜式動力工具的新的且改進的燃料供給和燃燒室系統的示意圖，其中該燃料供 給和燃燒室系統包括使用多個燃燒室，其包括例如第一預燃燒室和第二主燃 燒室；旁通岡，其介於第一和第二燃燒室之間並在廢氣淨化和清除條件下使其 流體連接在一起，如圖2b中所示；和射流泵，其設置在第一預燃燒室的上遊， 以允許預定充量或預定量的燃料進入到第一預燃燒室，並且用於使空氣引入或 者帶進到預定充量或預定量的燃料中，以與之混合形成具有預定化學計量比的 空氣-燃料的混合物；圖3a和3b示出了按照本發明的原理和教導構成的第三實施方式的用於便 攜式動力工具的新的且改進的燃料供給和燃燒室系統的示意圖，其中該燃料供 給和燃燒室系統包括使用作為可攜式動力工具的燃燒源的氣態的液化石油氣 燃料供給；和分配閥，其介於氣態的液化石油氣供給和設置在可攜式動力工具6燃燒室上遊的射流泵之間，並且其可在分別如圖3a和3b所示的兩個可選位置 之間移動，以使預定量或預定部分的氣態的液化石油氣燃料可從氣態液體石油 氣源供給到射流泵，並進入動力工具的燃燒室中；並且圖4示實際上出了對圖3a和3b中所示的第三實施方式的用於可攜式動力 工具的新的且改進的燃料供給和燃燒室系統的改進或選擇例的示意圖，其中， 計量閥可用於向射流泵和動力工具的燃燒室供給氣態的液化石油氣；並且電動 定時脈衝供給控制器與計量閥可操作地關聯，用於有效地將有效地確定通過其 中燃料的流速的計量閥轉換成有效地確定通過其中的燃^f"量的分配岡。
具體實施方式
現在參考附圖，特別是參考其中的圖1，其公開了按照本發明的原則和 教導構成的第一實施方式的用於可攜式動力工具的新的且改進的燃料供給和 燃燒室系統，其總體用參考標記IO表示。更具體地可以看到，第一實施方式 的用於可攜式動力工具的新的且改進的燃料供給和燃燒室系統10包括液化 的液體石油氣燃料供給12，其作為可攜式動力工具的燃料源；和蒸發器14, 其包括燒結青銅元件16,用於有效地蒸發液化的液體石油氣並因此將其轉化 為氣態的液化石油氣燃料，以使其可進入到可攜式動力工具的燃燒室18中。 另外，分配閥20介於液化的液體石油氣燃料12和蒸發器14之間並與它們可 操作地流體連接。這樣，分配閥20從液化的液體石油氣燃料供給12接收液化 的液體石油氣，並且當分配閥18的噴嘴部22相對於蒸發器14移動時，預定 部分或預定量的液化的液體石油氣燃料被朝向蒸發器14的燒結青銅元件16 排出並且排出到其中或者其上。蒸發器14適於設置成或結合在例如可攜式動力工具殼體的手柄部或其它 結構組件內，以有效地-沒置為與周圍環境或1更攜式動力工具的燃燒室18熱連 通，以有效地蒸發從分配閥20分配的預定部分的液化的液體石油氣燃料。因 此，當蒸發器14完成液化的液體石油氣燃料的前述蒸發並有效地將其轉化成 氣態的液體石油氣燃料時，氣態的液體石油氣燃料將依次地從蒸發器14的流 出孔24被分配到介於蒸發器14和可攜式動力工具的燃燒室18之間的射流泵 機構26中。射流泵機構26實際上包括風險型裝置(venture-type device ), 其有效地使空氣引入或者帶進通過蒸發器14向可攜式動力工具的燃燒室18分配或排出的氣態的液體石油氣燃料中，以允許引入或者帶進的空氣與被引導 或傳送到可攜式動力工具的燃燒室18中的前述的氣態的液體石油氣燃料混 合。由於用於可攜式動力工具的第一實施方式的新的且改進的燃料供給和燃燒 室系統IO的上述結構特徵，因此該可攜式動力工具可以用液體燃料進行操作，另夕卜，在系統10內使用的分配閥20允許預定量的燃料被供給到可攜式動力工 具的燃料室18中，以獲得適當或更精確的化學計量比的空氣-燃料混合物。現在參考附圖2a和2b,其公開了按照本發明的原則和教導的第二實施方 式的用於可攜式動力工具的新的且改進的燃料供給和燃燒室系統，其總體用參 考標記110表示。需注意的是，關於第二實施方式的用於可攜式動力工具的燃 料供給和燃燒室系統110的詳細說明，該說明將著重於該第二實施方式的燃料 供給和燃燒室系統110的特殊結構特徵，然而，該第二實施方式的燃料供給和 燃燒室系統110的構件中，其中與圖1中公開的第一實施方式的燃料供給和燃 燒室系統10的構件相同或相應的構件將採用相同或相應的參考標記指示，只 是這些標記屬於100系列。能更具體地看出的是，按照本發明的原則和教導， 第二實施方式的燃料供給和燃燒室系統110包括使用多個燃燒室，以獲得預定 的燃燒和動力輸出特徵或參數。因此，可以看出第二實施方式的燃料供給和燃 燒室系統110包括第一預燃燒室128和第二主燃燒室130。射流泵126,其用於從排出孔124接收氣態的液化石油氣燃料並且其也使 空氣引入或者帶進，以與氣態的液化石油氣燃料混合併用於形成具有預定化學 計量混合比的空氣-燃料混合物，該射流泵適於通過第一二位進氣閥機構132 流體連接到第一預燃燒室128的上遊端部。點火裝置，例如火花塞133,設置 在第一預燃燒室128內，用於點燃空氣-燃料混合物，並且可以看出，在便攜 式動力工具的點燃、著火和燃燒操作循環期間，止回閥機構134介於第一預燃 燒室128和和第二主燃燒室130之間並使其流體互相連接，如圖2a所示。工 作活塞136可移動地設置在工作汽缸138內，該工作汽缸通過其側壁部140 流體連接到第二主燃燒室130，並且在該可攜式動力工具包括例如緊固件驅動 工具時，驅動刀片142或相似的緊固件驅動件被固定連接到工作活塞136。還 可以看出，第二主燃燒室130的下遊端部設置有第二二位排氣閥144，並且仍 按照本發明的其它原則和教導，在旁路通道148內設置第三二位旁通閥146,從而在可攜式動力工具的廢氣淨化和清除操作循環期間，使其介於第一預燃燒室128和第二主燃燒室130之間並將它們流體互相連接，如圖2b所示。更具體的是，關於第二實施方式的用於可攜式動力工具的燃料供給和燃燒 室系統110的操作，在可攜式動力工具的點火、著火和燃燒循環將被觸發時， 第一進氣閥132、第二排氣閥144和第三旁通閥146最初設置在打開(OPEN) 位置，如圖2b中所示，以將預定化學計量的空氣-燃料混合物通過射流泵126 進入或者充填到預燃燒室128和主燃燒室130中，隨後，如圖2a中所示，為 了有效地獲取預燃燒室128和主燃燒室130內的空氣-燃料混合物，第一進氣 閥132、第二排氣閥144和第三旁通閥146同時移向它們的關閉(CLOSED) 位置。隨後，進一步地，第一主燃燒室128內的空氣-燃料混合物通過火花塞 133點燃，由於在第一預燃燒室128內隨後形成壓力，所以止回閥機構134被 迫移向其打開位置，由此空氣-燃料混合物將在二主燃燒室130內進行主要或 初步燃燒，以按照已知的原理可操作地驅動工作活塞136,例如，在2005年7 月5日授予給Admas的美國專利6,912,988中已經較充分的陳述了所述已知原 理，其公開的內容在這裡結合參考。在完成動力工具的點火循環後，需要淨化 或清除第一預燃燒室128和第二主燃燒室130內存在的廢氣，其通常會在相對 高壓的條件下完成，以觸發或迫使打開止回閥機構134,然而，在相對低壓條 件下使用射流泵，將不需要這種操作過程。因此，第三旁通閥146的設置解決 了該問題，並且由此，在進行淨化或清除廢氣的操作時，第一進氣閥132、第 二排氣閥144和第三旁通閥146同時移回到如圖2b中所示的打開位置，由於 空氣-燃料混合物又從射流泵126充填到第一預燃燒室128中，所以空氣-燃 料混合物將流過第一進氣閥132、預燃燒室128、旁通通道148和旁通閥146 以及第二主燃燒室132,並向外流過第二排氣閥144,從而帶走並排出第一預 燃燒室128和第二主燃燒室130內殘留的廢氣或生成物。現在參考附圖3a和3b,其公開了按照本發明的原則和教導構成的第三實 施方式的用於可攜式動力工具的新的且改進的燃料供給和燃燒室系統，其總體 用參考標記210表示。由於是與圖2a和2b中所示的第二實施方式的用於便攜 式動力工具的燃料供給和燃燒室系統110相同的情況，同樣需注意的是，關於 第三實施方式的用於可攜式動力工具的燃料供給和燃燒室系統210的詳細說明，該說明將著重說明該第三實施方式的燃料供給和燃燒室系統210的特殊結構特徵，然而，該第三實施方式的燃料供給和燃燒室系統210的構件中，其中 與第一和第二實施方式的燃料供給和燃燒室系統10、 IIO相同或相應的構件， 如圖1、 2a、 2b所示，將用相同或相應的參考標記表示，只是它們屬於200系 列。更具體的看出的是，^換照本發明的原則和教導，該第三實施方式的燃料供 給和燃燒室系統210包括氣態的液體石油氣燃料供給212和分配閥220，該分 配閥220可以與如圖1中所示的第一實施方式的燃料供給和燃燒室系統10公 開的分配閥20相同地操作，其中該分配閥將向射流泵226提供預定量或預定 部分的氣態的液體石油氣燃料，然而，可以看出，該分配閥220可旋轉地安裝 在如圖3a中實線所示的第一位置和如圖3b中實線所示的笫二位置之間。在分 配閥220設置在如圖3a中所示的第一位置時，該分配閥220設置成與合適的 壓力調節器250流體連通，該分配閥220有效地聯接氣態的液體石油氣燃料供力，以在預定的所需壓力值下接收從氣態的液體石油氣燃料源212供給的氣態 的液體石油氣，並且在分配閥220設置在如圖3b所示的第二位置時，該分配 閥220設置成與分配或排出孔結構224流體連通，以向分配或排出孔結構224 提供預定量或預定部分的氣態的液體石油氣燃料，用於傳送或引入到射流泵 226中，由此該氣態的液體石油氣燃料可依次被傳送到可攜式動力工具的燃燒 室中。最後參考圖4，其公開了按照本發明的原則和教導構成的第四實施方式的 用於可攜式動力工具的新的且改進的燃料供給和燃燒室系統，其總體用參考標 記310表示。由於是與圖2a， 2b和3a， 3b中描述的第二和第三實施方式的便 攜式動力工具的燃料供給和燃燒室系統110、 210相同的情況，同樣需注意的 是，關於第四實施方式的用於可攜式動力工具的燃料供給和燃料室系統310 的詳細說明，該說明將著重於該第四實施方式的燃料供給和燃燒室系統310 的特殊結構特徵，然而，該第四實施方式的燃料供給和燃燒室系統310的構件 中，其中與圖1、 2a、 2b、 3a、 3b中公開的第一、第二和第三實施方式的燃料 供給和燃燒室系統IO、 110和210相同或相應的構件，將用相同或相應的參考10標記標出，只是它們屬於300系列。更具體來說，第四實施方式的燃料供給和燃燒室系統—310基本包括關於第 二實施方式的燃料供給和燃燒室系統210的改進結構，其中，代替使用與氣態 的液體石油氣燃料供給212和壓力調節器250配合的分配閥220,而是使用計 量閥320與氣態的液體石油氣燃料供給312和壓力調節器350配合使用。但是， 注意到，計量閥並不需象分配閥那樣與該燃燒系統和動力工具配合使用，，而 是該計量閥將控制特殊燃料分配的速率，計量閥不能提供所分配燃料的預定量 或預定體積。因此，根據本發明的原則和教導，電計時脈衝控制器352可操作 地連接到計量閥320，以通過以預定次數控制計量閥的打開和關閉，來有效地 將計量閥320轉化成分配閥，以使來自氣態的液體石油氣燃料供給312的預定 量或預定體積的氣態液體石油氣燃料從分配孔或排出孔324向射流泵326分配 並且分配於其中。因此可以看出，按照本發明的原則和教導，其提供一種用於可攜式動力工 具例如緊固驅動工具的新的且改進的燃料供給和燃燒室系統，其中，該燃料供 給和燃燒室系統可使用液體燃料和與之連接的蒸發器。另外，該燃料供給和燃 燒室系統可包括多個燃燒室系統，用於獲得預定的燃燒和動力輸出特性或參 數，該多個燃燒室系統與設置在第一預燃燒和第二主燃燒室之間的廢氣淨化或 清除旁通機構連接。進一步的，該燃料供給和燃燒室系統可使用分配閥結構， 用於將預定體積或預定量的氣態燃料或液體燃料提供到可攜式動力工具的燃 燒室中。顯而易見，根據上述教導本發明可以有多種變型和改進方式。因此，應該 理解的是，在後附的權利要求書的範圍內，可以採用除了在此明確描述的方式 之外的方式實現本發明。
權利要求
1.一種用於動力工具中的燃料供給和燃燒室系統，包括燃燒室；液體燃料供給源，其容納供給的液體燃料；閥裝置，其流體連接到所述液體燃料供給源，用於從所述液體燃料供給源分配預定量的所述液體燃料；和蒸發器裝置，其第一端部流體連接到所述閥裝置，用於將由所述閥裝置分配的所述預定量的所述液體燃料轉化為氣態燃料，並且其第二端部流體連接到所述燃燒室，用於向所述燃燒室提供所述氣態燃料。
2. 如權利要求1所述的燃料供給和燃燒室系統，其中 所述的液體燃料供給源包括液化的液體石油氣燃料供給。
3. 如權利要求1所述的燃料供給和燃燒室系統，其中 所述的閥裝置包括分配閥。
4. 如權利要求1所述的燃料供給和燃燒室系統，其中 所述的蒸發器裝置包括燒結青銅元件。
5. 如權利要求1所述的燃料供給和燃燒室系統，還包括射流泵，其介於所述的蒸發器裝置和所述的燃燒室之間，用於將空氣帶進 所述分配的氣態燃料中，以形成具有預定化學計量比的空氣-燃料混合物，用 於引入到所述的燃燒室中。
6. —種用於動力工具中的燃料供給和燃燒室系統，包括 預燃燒室；主燃燒室，其流體連接到所述預燃燒室的下遊端部；射流泵，其流體連接到所述預燃燒室的上遊端部，用於將空氣-燃料混合 物分配到所述的預燃燒室中；止回閥，其介於所述預燃燒室和所述主燃燒室之間，用於在燃燒循環期間 在所述的預燃燒室內達到較高的預定壓力水平時將所述預燃燒室流體連接到 所述主燃燒室；旁通閥，其介於所述預燃燒室和所述主燃燒室之間，用於當淨化的空氣-燃料混合物從所述射流泵引入到所述預燃燒室中時，在相對較低壓的廢氣淨化 條件下，將所述預燃燒室流體連接到所述主燃燒室。
7. 如權利要求6所述的燃料供給和燃燒室系統，其中 所述旁通閥包括二位閥。
8. 如權利要求6所述的燃料供給和燃燒室系統，還包括進氣閥，其設置在所述預燃燒室的所述上遊端部內，以介於所述射流泵和 所述預燃燒室之間；和排氣閥，其設置在所述主燃燒室下遊端部內。
9. 如權利要求8所述的燃料供給和燃燒室系統，其中 所述進氣閥和所述排氣閥包括二位閥。
10. —種用於動力工具內的燃料供給和燃燒室系統，包括 氣態燃料供給源，其包含供給的氣態燃料；分配閥裝置，其流體連接到所述氣態燃料供給源，用於從所述氣態燃料供 給源分配預定量的所述氣態燃料；和射流泵，其具有流體連接到所述分配閥裝置的第 一端部和適於被流體連接 到動力工具的燃燒室的第二端部，用於將由所述分配閥裝置分配的所述預定量的所述氣態燃料輸送進該燃燒室中。
11. 如權利要求IO所述的燃料供給和燃燒室系統，其中所述分配閥裝置 包括計量閥；和脈衝控制器，其可操作地連接到所述計量閥，用於控制所述計量閥，以允 許所述計量閥從所述氣態燃料供給源分配所述預定量的所述氣態燃料。
12. 如權利要求ll所述的燃料供給和燃燒室系統，其中 所述脈衝控制器包括電計時脈衝控制器。
全文摘要
一種燃料供給和燃燒室系統，用於可攜式動力工具，例如緊固件驅動工具中，其中該燃料供給和燃燒室系統可使用液體燃料。該燃料供給和燃燒室系統可包括多個燃燒室，用於獲得預定的燃燒和動力輸出特性。另外，該燃料供給和燃燒室系統可使用分配閥結構，用於將預定量的氣體或液體燃料提供到該可攜式動力工具的燃燒室中。
文檔編號F02B43/00GK101326350SQ200680046569
公開日2008年12月17日 申請日期2006年10月6日 優先權日2005年11月16日
發明者約瑟夫·S.·亞當斯 申請人:伊利諾斯工具製品有限公司